一種促淤堤壩及促淤方法與流程

2024-02-06 18:06:15

本發明涉及一種圍海堤壩技術，特別涉及一種促淤堤壩，本發明還涉及一種促淤方法。

背景技術：

我國許多沿海海域的海水水質渾濁、水體景觀較差，不利於一些高端的沿海旅遊項目開發。為解決水體清澈問題，現有技術一般採用圍海的方式使水體清澈，即首先圍海建成一個相對封閉的水域，使得該相對封閉水域內的海水中的泥沙沉澱，再累計一定時間後清淤，從而形成一個相對清澈的封閉水域。

早期的圍海工程一般採用潛壩圍海技術。如圖4所示為以潛壩10方式使海水清澈的原理。潛壩10設置於海床11上，從而將外海水體13和中心庫區內水體14分隔開來，水面15高出潛壩10的壩頂部分，從而使含沙水流沿箭頭16的方向通過潛壩10的壩頂部分流入中心庫區中，並在潛壩10的作用下，在外海區域內形成淤積層12。當含沙水流進入中心庫區後，沿箭頭16的方向沉積下來，形成淤積層12。

潛壩10這種技術方案可以減少中心庫區內水體14與外海水體13的水交換但又不完全切斷水交換，使得中心庫區內水體14中的沙粒逐步沉降，從而實現一定程度地清澈水體的技術目的。但採用潛壩10圍海方式，漲潮時通過壩頂進入中心庫區內的渾濁水體中的泥沙較多，這些泥沙沉降後不能被落潮的潮水帶出，會造成中心庫區內淤積嚴重，長期淤積後勢必大大增加疏浚成本。

現有技術也有採用堤壩加傳統水閘的方式圍海，如圖5示出了堤壩加水閘技術方式使海水清澈的原理。如圖5所示，壩體1設置在海床11上，壩體1的壩頂高出最高海平面，從而將外海水體13和中心庫區內水體14分隔開來。在壩體1上還設置有水閘17，當水閘17打開時，外海水體13可以沿箭頭16的方向進入中心庫區內水體14，並沿箭頭16的方向沉積形成淤積層12。

在堤壩水閘技術方案中，中心庫區內和外海水體13的水交換通過水閘17進行，水閘17一般設置在堤壩的下部，因此進排水過程中將帶入高含沙量的底層海水，對水體的清澈化和中心庫區的淤積都會帶來一定負面問題。

因此，對現有的以圍海方式使海水清澈的技術方案必須進行改進。研究人員致力於開發一種既能夠保證中心庫區內外水體充分交換，又能減少中心庫區內淤泥，保持中心庫區內水質較清晰的圍海技術。

技術實現要素：

本發明的目的一在於提供一種促淤堤壩，具有充分交換中心庫區內外水體，減少中心庫區內淤泥，保持中心庫區內水質清晰的優點。

本發明的上述技術目的一是通過以下技術方案得以實現的：

一種促淤堤壩，包括沿海岸線設置且上端高於海平面的壩體，所述壩體與海岸線圍繞成中心庫區，所述壩體上開設有進水口與出水口，進水口與出水口處分別設置有第一水閘與第二水閘，所述進水口開設於所述壩體對應於低含沙水層的位置，所述出水口開設於所述壩體對應高含沙水層的位置，所述進水口內設置有過濾裝置以及排水發電裝置。

採用上述結構，通過高於海平面的壩體與海岸線圍繞成中心庫區，由於海水內泥沙處於較低位置，通過將進水口開設於壩體上端處於低含沙水層位置，使其進入到中心庫區的海水內含沙較少，進入到中心庫區內的泥沙自然沉澱於中心庫區下端，進而通過將出水口設置在壩體下端，使其中心庫區內水排出時，將泥沙帶出，使其中心庫區內淤泥減少，水質較清晰；同時通過設置在進水口處的過濾裝置，使其壩體外側海水內垃圾或漂浮物無法進入到中心庫區內，進一步提高中心庫區內水質效果；進而通過設置在進水口內的排水發電裝置，使其海水進入到中心庫區的同時，通過潮汐對排水發電裝置提供動能，產生電能，儲存起來另做他用。

進一步優選為：所述第一水閘包括用於密封進水口的閘門、驅動閘門啟閉進水口的驅動件，所述閘門一端與轉軸固定且通過轉軸相對壩體轉動連接，所述轉軸上固定有一連杆，所述驅動件通過驅動連杆轉動從而帶動閘門啟閉進水口；所述第二水閘與第一水閘等同設置。

採用上述結構，通過驅動件推動連杆一端運動，從而使其連杆帶動閘門以轉軸為圓心轉動，便於啟閉進水口或出水口，達到中心庫區納水或排水的效果。

進一步優選為：所述閘門沿壩體高度方向位移。

採用上述結構，通過閘門沿壩體高度方向位移，使其閘門垂直於水流方向運動，減少海水對閘門的衝擊力，使其驅動件便於驅動閘門運動。

進一步優選為：所述第一水閘與第二水閘均設置於壩體內部，所述壩體內分別開設有供驅動件驅動連杆運動的活動槽以及供閘門轉動的轉槽。

採用上述結構，通過將第一水閘與第二水閘設置於壩體內部，減少海水對第一水閘與第二水閘的衝擊力，延長第一水閘與第二水閘的使用壽命。

進一步優選為：所述過濾裝置包括設置於進水口內的過濾網，所述過濾網朝向中心庫區外一側與第一水閘抵接，過濾網朝向中心庫區內一側沿周向上設置有一圈導流板，所述導流板遠離過濾網一側彎折形成開口朝向過濾網的半圓狀。

採用上述結構，通過過濾網對海水進行過濾，進而通過過濾網外側與第一水閘抵接，當第一水閘關閉進水口時，同時能夠對過濾網表面進行清理，將漂浮物或垃圾給刮下；同時海水進入到中心庫區時，通過設置在進水口內的導流板對海水起到導向作用，使其部分海水回流對過濾網進行衝洗，將過濾網表面的垃圾或漂浮物衝走，避免垃圾堵塞過濾網影響中心庫區納水效果。

進一步優選為：所述壩體內部還設置有用於儲存排水發電裝置產生電能的電源，壩體處於中心庫區內一側以及另一側對應設置有液位傳感器，所述液位傳感器通過控制終端與第一水閘、第二水閘連接，所述電源給予控制終端、第一水閘以及第二水閘提供動能，當液位傳感器檢測到中心庫區內水面低於外側水面時，控制終端驅動第一水閘打開進水口；當液位傳感器檢測到中心庫區內水面高於外側水面時，控制終端驅動第二水閘打開出水口。

採用上述結構，通過電源將排水發電裝置的電能儲存起來，給控制終端、第一水閘與第二水閘提供動能，當處於壩體內、外側的液位傳感器檢測到中心庫區水面低於外側水面時，控制終端控制第一水閘打開進水口，使其外側海水進入到中心庫區內，直到內、外側水平齊平時，控制終端驅動第一水閘關閉進水口；當處於壩體內、外側的液位傳感器檢測到中心庫區水面高於外側水面時，控制終端控制第二水閘打開出水口，使其中心庫區內水體流入外側海水內，同時將底部淤泥帶出，直到內、外側水平齊平時，控制終端驅動第二水閘關閉出水口。

進一步優選為：所述出水口、進水口沿壩體長度方向設置有若干組。

採用上述結構，通過出水口以及進水口沿壩體長度方向設置多組，加快中心庫區納水、排水效率。

本發明的目的二在於提供一種促淤方法，具有充分交換中心庫區內外水體，減少中心庫區內淤泥，保持中心庫區內水質清晰的優點。

本發明的上述技術目的二是通過以下技術方案得以實現的：

一種促淤方法，包括步驟：

沿海岸線建設上端高於海平面的壩體，並使壩體與海岸線圍繞成中心庫區，在壩體上錯位開設有若干進水口和出水口，進水口與出水口分別通過第一水閘與第二水閘啟閉，所述進水口開設於壩體上端低含沙水層位置，所述出水口開設於壩體下端高含沙水層位置；

在進水口內設置過濾網，過濾網一側與第一水閘抵接，另一側設置一圈導流板，導流板遠離過濾網一側彎折成開口朝過濾網的半圓狀，進水口內還設置有排水發電裝置，在海水驅動力下發電且將電能輸送至電源內儲存；

壩體內、外兩側對應設置有液位傳感器，液位傳感器通過控制終端與第一水閘和第二水閘連接，通過電源給予控制終端、第一水閘以及第二水閘提供動能；

當液位傳感器檢測到內側水面低於外側水面時，控制終端驅動第一水閘打開進水口，外側海水從進水口中輸送到中心庫區內、且同時驅動排水發電裝置進行發電；

當液位傳感器檢測到內側水面高於外側水面時，控制終端驅動第二水閘打開出水口，內側海水經出水口排送到外側、且同時將沉澱於中心庫區下端的淤泥帶出。

進一步優選為：根據所述壩體內、外側水面高度變化，重複上述開啟或關閉第一水閘與第二水閘的操作。

進一步優選為：所述中心庫區在完成進水工作後，將所述中心庫區內的水體靜置一段時間後，再進入排水工作狀態。

採用上述結構，使其剛進入中心庫區內海水內含有的泥沙，慢慢沉澱於中心庫區下端後，再進入排水工作狀態，便於將中心庫區內淤泥更多的排出，以保障中心庫區內水質。

綜上所述，本發明具有以下有益效果：

1、通過壩體上設置的進水口與出水口，且進水口處於壩體上端對應低含沙水層位置，出水口處於壩體下端對應高含沙水層位置，同時第一水閘與第二水閘來回切換啟閉進水口以及出水口，達到充分交換中心庫區內、外水體，減少中心庫區內淤泥，保持中心庫區內水質較清晰的效果；

2、通過設置在進水口處的過濾網以及過濾網一側的導流板，使其對進入到中心庫區的海水進行初步過濾，減少海水中垃圾進入到中心庫區內，達到保持中心庫區內水質較為清晰的效果；

3、通過控制終端通過液位傳感器檢測到壩體內、外側的水位變化，來回切換第一水閘、第二水閘啟閉進水口以及出水口，達到充分交換中心庫區內、外水體，保持中心庫區內水質較清晰的效果。

附圖說明

圖1是實施例一的結構示意圖，示出了整體結構；

圖2是實施例一的結構示意圖，示出了進水口與出水口的排布；

圖3是實施例二的剖面示意圖，示出了進水口內過濾裝置以及排水發電裝置的連接結構；

圖4是現有技術的結構示意圖；

圖5是現有技術的結構示意圖。

圖中，1、壩體；2、進水口；3、出水口；4、第一水閘；41、閘門；42、連杆；43、驅動件；44、轉軸；5、第二水閘；6、過濾裝置；61、過濾網；62、導流板；7、排水發電裝置；8、活動槽；9、轉槽；10、潛壩；11、海床；12、淤積層；13、外海水體；14、圍區內水體；15、水面；16、箭頭；17、水閘。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

本實施例中，內側是壩體朝向中心庫區的一側，外側是指壩體相對中心庫區的一側。

實施例1：一種促淤堤壩，如圖1和2所示，包括沿海岸線建造且上端高於海平面的壩體1，壩體1與海岸線圍繞形成中心庫區，壩體1上錯位開設有若干進水口2和出水口3，進水口2和出水口3分別通過第一水閘4與第二水閘5啟閉，其中，進水口2開設於壩體1上端對應低含沙水層位置，出水口3開設於壩體1下端對應高含沙水層位置，進水口2將上表面含沙較少的海水流入到中心庫區內，進而出水口3將中心庫區內下端水體流入外側海水中，同時將下端的淤泥帶出，減少中心庫區內淤泥，使其中心庫區內水質保持較為清晰狀態。

其中，進水口2與出水口3沿壩體1長度方向開設有若干組。

實施例2：如圖1和2所示，與實施例1的不同之處在於，上述第一水閘4包括閘門41和驅動件43，閘門41邊沿處延伸出一段形成固定座（圖紙未示出），固定座上垂直固定有一轉軸44且轉軸44插入壩體1內，使其閘門41相對壩體1轉動連接，轉軸44上還固定有一連杆42，通過驅動連杆42一端上下運動，從而帶動閘門41旋轉，啟閉進水口2，其中，閘門41外徑大於進水口2外徑；上述第二水閘5與第一水閘4等同設置。

參照圖1，其中，第一水閘4與第二水閘5均設置於壩體1內部，壩體1內分別開設有供驅動件43驅動連杆42運動的活動槽8以及供閥門轉動的轉槽9；其中，閘門41沿壩體1高度方向位移。

其中，驅動件43設置為液壓缸，液壓缸一端通過銷軸一穿過連杆42與連杆42轉動連接，另一端通過銷軸二穿過壩體1相對於壩體1轉動連接。

參照圖3，進水口2內還設置有過濾裝置6，上述過濾裝置6包括固定於進水口2朝向閘門41一側的過濾網61，過濾網61外側與閘門41內側抵接，過濾網61相對閘門41一側內沿周向上設置有導流板62，導流板62相對過濾網61一端彎折形成一開口朝向過濾網61的半圓狀，海水從進水口2輸送至中心庫區時，旁邊部分海水經導流板62導向作用回流，對過濾網61外側進行衝洗，將過濾網61上垃圾衝走。

參照圖3，進水口2內還設置有排水發電裝置7，壩體1內部設置有儲存排水發電裝置7轉換電能的電源（圖中未示出），壩體1朝向中心庫區內一側以及相對一側上對應設置有液位傳感器（圖中未示出），兩液位傳感器通過一控制終端與第一水閘4的液壓缸、第二水閘5的液壓缸連接，通過電源給予控制終端、第一水閘4的液壓缸以及第二水閘5的液壓缸動能；當液位傳感器檢測到中心庫區水面低於外側水面時，控制終端通過控制第一水閘4的液壓缸驅動閘門41打開進水口2，使其外側海水輸送至中心庫區內；當液位傳感器檢測到中心庫區內水面高於外側水面時，控制終端控制第二水閘5的液壓缸驅動閘門41打開出水口3，使其中心庫區內水體輸送至外側，同時將中心庫區下端的淤泥衝出，減少中心庫區內的淤泥含量（控制終端根據液位變換，驅動第一水閘4、第二水閘5啟閉，現有技術公開充分，故不再過多贅述）。

實施例3：一種促淤方法，如圖1-3所示，包括步驟：

沿海岸線建設上端高於海平面的壩體1，並使壩體1與海岸線圍繞成中心庫區，在壩體1上錯位開設有若干進水口2和出水口3，進水口2與出水口3分別通過第一水閘4與第二水閘5啟閉，所述進水口2開設於壩體1上端低含沙水層位置，所述出水口3開設於壩體1下端高含沙水層位置；

在進水口2內設置過濾網61，過濾網61一側與第一水閘4抵接，另一側設置一圈導流板62，導流板62遠離過濾網61一側彎折成開口朝過濾網61的半圓狀，進水口2內還設置有排水發電裝置7，在海水驅動力下發電且將電能輸送至電源內儲存；

壩體1內、外兩側對應設置有液位傳感器，液位傳感器通過控制終端與第一水閘4和第二水閘5連接，通過電源給予控制終端、第一水閘4以及第二水閘5提供動能；

當液位傳感器檢測到內側水面低於外側水面時，控制終端驅動第一水閘4打開進水口2，外側海水從進水口2中輸送到中心庫區內、且同時驅動排水發電裝置7進行發電；

當液位傳感器檢測到內側水面高於外側水面時，控制終端驅動第二水閘5打開出水口3，內側海水經出水口3排送到外側、且同時將沉澱於中心庫區下端的淤泥帶出。

其中，根據液位傳感器檢測到壩體1內、外兩側水面高度變化，重複開啟或關閉第一水閘4、第二水閘5的操作。

其中，中心庫區在完成進水工作後，將中心庫區內水體靜置一段時間後，再進入排水工作狀態。

本具體實施例僅僅是對本發明的解釋，其並不是對本發明的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書後可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本發明的保護範圍內都受到專利法的保護。